第七届青年地学论坛

大气中的沙尘在冰期-间冰期旋回中剧烈变化，而其对全球气候及海洋环流的影响尚不清楚。我们通过气候模拟的方法研究了沙尘对间冰期（以全新世中期为例，简称MH；约6千年前）与冰期（末次盛冰期为例，简称LGM；约2万1千年前）中全球气候及海洋环流（主要关注北大西洋经向翻转流，AMOC）的影响，并分析了沙尘的气候效应在两种气候态背景下的异同。主要结论如下：
（1）由于北非以及阿拉伯地区在MH时期比较湿润，地表有植被，起沙量比现代大大减少。去掉大气中的沙尘可以使MH时期全球温度小幅升高0.09℃，而增加植被可以使全球温度升高0.40℃（植被完全是灌木）或0.25℃（植被完全是草地）。沙尘与植被同时变化时，全球年均地表温度增加0.47℃（灌木）和0.31℃（草地）。这对解决全新世温度谜题有显著贡献，该谜题认为气候模式模拟得到的MH全球温度比重建的温度明显偏低。
去掉沙尘使AMOC减弱1.22Sv（6.2%），而增加植被可以使AMOC增强1.19Sv（6.1%；灌木）或0.94Sv（4.8%；草地）。沙尘与植被同时变化时，AMOC增强5.3%（灌木）或2.3%（草地），植被增加主导AMOC的变化。植被的增加（沙尘的减少）增强（减弱）北非季风降水，减少（增加）热带和副热带北大西洋西部降水，升高（降低）该地区海表盐度，该盐度异常经洋流输送到北大西洋深水形成区后引起了AMOC的增强（减弱）。AMOC增强可以显著改善模拟的北半球海表温度与重建温度之间的差异。
（2）与MH时期去掉沙尘造成的全球微弱升温不同，LGM时期去掉沙尘后全球年均地表温度下降了2.42℃。北非降水对去掉沙尘的响应与MH时期类似，并且AMOC的响应也类似（即减弱），但减弱幅度很大，达28.7%。AMOC最初的减弱机制与MH时期相同，但约30年之后北极海冰增加导致的深水形成区淡水增加逐渐成为AMOC减弱的主要因素。我们的模拟结果表明冰期气候和海洋环流对沙尘变化更加敏感。
 

沙尘,古气候,大西洋经向翻转流,全新世中期,末次盛冰期